3D打印面料制備技術探究——棉纖維基溶解制備技術.pdf

1、近年來3D打印產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，已經(jīng)被廣泛使用于交通運輸、通訊工程、醫(yī)療器械、工藝用品、設備模型、軍事裝備、建筑模型、機械行業(yè)等領域，國外服裝設計師也讓3D打印服裝走上了國際T臺，預示著3D打印技術將走進紡織產(chǎn)業(yè)。但目前3D打印服裝材料一般為塑料樹脂，服裝材質(zhì)近似塑料布或者硬塑料，其不柔軟透氣，只具有觀賞價值，不存在服用價值，不符合紡織品的基本標準，達不到服裝需求的基本柔軟性、透氣性和穿著舒適性，不能稱為真正意義上的服裝。本文在借鑒3D打印

2、技術優(yōu)點的基礎上，利用3D打印增量加工概念，探究以棉纖維基溶解為基礎制備3D打印面料的可行性。
　　本文首先利用單因子試驗，探究棉纖維在N-甲基嗎啉-N-氧化物（NMMO）溶劑中的溶脹和溶解行為。研究發(fā)現(xiàn)：在質(zhì)量分數(shù)低于80％的NMMO溶劑中，棉纖維只溶脹，不溶解。在質(zhì)量分數(shù)分別為83%，85%，87%的NMMO溶劑中，棉纖維出現(xiàn)溶解現(xiàn)象；隨著NMMO質(zhì)量分數(shù)的增大，水浴溫度的上升，處理時間的延長，棉纖維的溶脹程度不斷增大。在質(zhì)量

3、分數(shù)是83%的NMMO溶劑中，棉纖維先溶脹后溶解；在質(zhì)量分數(shù)是87%的NMMO溶劑中，棉纖維不溶脹直接溶解；在質(zhì)量分數(shù)是85%的NMMO溶劑中，棉纖維的溶解存在先溶脹后溶解和直接溶解兩種形式；棉纖維在質(zhì)量分數(shù)低于80%的NMMO水溶液中處理后，結晶結構和化學結構均沒有變化，在質(zhì)量分數(shù)是85%的NMMO溶劑中處理后，部分棉纖維結晶結構由天然纖維素I結構轉化再生纖維素II結構。
　　在了解棉纖維在NMMO溶劑中溶脹和溶解的基礎上，利用

4、單因子試驗探究不同工藝參數(shù)對棉纖維基面料服用性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)：棉纖維基面料由再生纖維素將完整的棉纖維和未完全溶解棉纖維粘聚在一起，形成具有一定服用性能的面料；隨著處理時間的延長，面料厚度先減小后增大，斷裂強度呈增大的趨勢，斷裂伸長率先增大后減小，面料透氣性先減小后增大又減小，面料柔軟度下降；隨著凝固浴溫度的升高，面料厚度略呈下降趨勢，面料斷裂強度先上升后下降斷裂伸長率呈下降趨勢，面料透氣性呈上升趨勢，面料柔軟度上升；隨著塑化濃度上升

5、，面料厚度先下降后沒明顯變化，面料斷裂強度呈下降趨勢，斷裂伸長率呈上升趨勢，面料透氣性能先增大后減小，柔軟度呈上升趨勢；隨著浴比的增加，面料表面再生纖維素分布均勻性增加，面料厚度基本沒變化，面料力學性能呈下降趨勢，面料透氣性能和柔軟度也均呈下降趨勢；隨著單位面積克重的增加，面料厚度呈上升趨勢，力學性能呈上升趨勢，透氣性能呈下降趨勢，面料柔軟度下降。
　　為了加強所制備面料的強力和透氣性，在棉纖維基中加入化學纖維制備混合基面料，探究

6、了化學纖維在高濃度NMMO溶劑中的形狀變化，并通過改變纖維基中化學纖維比例，探究化纖比例對面料強力和透氣性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)：在高濃度NMMO溶劑中，聚酯纖維既不溶脹也不發(fā)生溶解現(xiàn)象，處理3h后的聚酯纖維結晶結構也沒有明顯變化；在高濃度NMMO溶劑中，聚氨酯纖維發(fā)生溶脹但不溶解，處理3h后的聚氨酯纖維結晶結構沒有變化，結晶度略有下降；隨著聚酯纖維比例的增加，面料的力學性能先增加后減小，面料的透氣性能呈上升趨勢；隨著聚氨酯纖維比例的增加，